[0001] La présente invention concerne le domaine technique du rein artificiel. Plus particulièrement,
la présente invention concerne un procédé pour le pompage en quantités égales et avec
un débit continu de deux liquides dans deux conduites séparées et son application
à un rein artificiel.
[0002] La présente invention concerne également un dispositif permettant la mise en oeuvre
d'un tel procédé dans un rein artificiel.
[0003] On connait déjà, dans l'état de la technique des reins artificiels comprenant des
dispositifs de pompage de deux liquides en quantités égales.
[0004] Il s'agit, par exemple, d'un dispositif de pompage à deux chambres complémentaires
associé à quatre vannes, tel que représenté à la figure 1. Le fonctionnement d'un
tel dispositif se fait en deux temps. Pendant un premier temps, les vannes 126 et
127 sont fermées alors que les vannes 128 et 129 sont ouvertes. Le piston 109, séparant
les deux chambres complémentaires 112 et 113, est déplacé dans le sens A, de façon
à aspirer un premier liquide dans la chambre 112 , ce qui provoque, dans le même temps,
le refoulement à partir de la chambre 113 d'une égale quantité d'un second liquide.
Dans un second temps, les vannes 128 et 129 sont fermées alors que les vannes 126
et 127 sont ouvertes.
[0005] Le piston 109 est alors déplacé dans le sens R de façon à refouler à partir de la
chambre 112 dans la canalisation 118 une quantité du premier liquide égale à la quantité
du second liquide aspiré simultanément dans la chambre 113 et provenant de la canalisation
119.
[0006] Avec un tel dispositif, il est possible de pomper dans deux conduites séparées deux
liquides en quantités égales, mais les débits dans les quatre canalisations 118, 119,
120, 121 sont discontinus.
[0007] Pour pallier à cet inconvénient, la solution proposée dans l'art antérieur est de
doubler le dispositif ; on obtient alors un système constitué de deux dispositifs
de pompage à deux chambres complémentaires associés à huit vannes, tel que représenté
à la figure 2.
[0008] Le fonctionnement d'un tel dispositif est le suivant :
Dans un premier temps, les vannes 226, 227, 228ʹ et 229ʹ sont fermées alors que les
vannes 228, 229, 226ʹ et 227ʹ sont ouvertes. Les pistons 209 et 209ʹ sont alors déplacés
dans le sens A. Le déplacement du piston 209 entraine l'aspiration dans la chambre
212 du premier liquide à partir de la canalisation 220 d'entrée du premier liquide
ainsi que le refoulement du second liquide à partir de la chambre 213 dans la canalisation
221.
[0009] Dans le même temps, le mouvement du piston 209ʹ entraine le refoulement du premier
liquide à partir de la chambre 213ʹ vers la canalisation 218, ainsi que l'aspiration
dans la chambre 212ʹ du second liquide provenant de la canalisation 219. Dans un second
temps, les vannes 226, 227, 228ʹ et 229ʹ sont ouvertes et les vannes 228, 229, 226ʹ
et 227ʹ sont fermées.
[0010] Les mouvements des pistons 209 et 209ʹ sont cette fois inversés. Le mouvement du
piston 209ʹ entraine une aspiration du premier liquide dans la chambre 213ʹ et un
refoulement du second liquide de la chambre 212ʹ vers la canalisation 221. Simultanément,
le mouvement du piston 209 entraine l'aspiration dans la chambre 213 du second liquide
provenant de la canalisation 219 en même temps que le refoulement à partir de la chambre
212 du premier liquide dans la canalisation 218.
[0011] Un système analogue à celui qui vient d'être décrit fait l'objet de la demande de
brevet allemande DOS 2 634 238, avec cependant la différence qu'il ne s'agit pas d'un
dispositif de pompage à pistons mais d'un dispositif de substitution de volumes identiques
entre un premier liquide qui est le liquide de dialyse frais et un second liqui
de qui est le liquide de dialyse usagé. Les chambres des dispositifs de substitution
ne sont pas séparées par des pistons mais par des membranes élastiques. La circulation
du liquide de dialyse est dûe, non pas au déplacement des pistons, mais à l'action
de deux pompes (1,2) qui poussent le liquide de dialyse.
[0012] Grâce à de tels systèmes, on obtient des débits continus dans les canalisations 218,
219, 220, 221.
[0013] Ces systèmes permettent, en principe, de pomper en quantités égales et avec un débit
continu, deux liquides dans deux conduites séparées. Cependant, à chaque ouverture
ou fermeture de vannes (226, 227, 228, 229, 226ʹ, 227ʹ, 228ʹ, 229ʹ), il peut se produire
une petite erreur. Lorsque la fréquence d'ouverture et de fermeture des vannes est
importante, l'accumulation de ces petites erreurs peut conduire à une erreur totale
importante.
[0014] C'est justement l'objectif de la présente invention que de pallier aux inconvénients
de l'art antérieur.
[0015] Un objet de la présente invention est de proposer un procédé et un dispositif de
pompage de quantités égales de deux liquides dans deux conduites séparées.
[0016] Un autre objet de la présente invention est de proposer un procédé et un dispositif
de pompage de deux liquides permettant de maintenir un débit continu dans les canalisations
d'aspiration et de refoulement des deux liquides.
[0017] D'autres objets et avantages de la présente invention apparaitront au cours de la
description qui va suivre.
[0018] Il a été maintenant été trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention
:
un procédé de pompage pour rein artificiel, d'un premier et d'un second liquide en
quantités égales et avec un débit continu, caractérisé en ce que :
- on aspire et on refoule simultanément, en quantités égales, un premier et un second
liquide grâce à un dispositif de pompage à 2 chambres principales complémentaires,
la première chambre étant destinée au premier liquide et communiquant avec une canalisation
d'aspiration par un premier dispositif d'obturation et avec une canalisation de refoulement
par un second dispositif d'obturation, la seconde chambre étant destinée au second
liquide et communiquant avec une canalisation d'aspiration par un troisième dispositif
d'obturation et avec une canalisation de refoulement par un quatrième dispositif d'obturation,
- on régule le débit du premier liquide grâce à une capacité de régulation comprenant
deux chambres auxiliaires dont les volumes varient simultanément et en sens opposé
du volume de la chambre principale, la quantité de liquide déplacé lors de la variation
de volume de la chambre principale étant double de la quantité de liquide déplacé
lors de la variation de volume de chacune des chambres auxiliaires correspondantes,
l'une des chambres auxiliaires étant reliée à la canalisation d'aspiration du premier
liquide alors que l'autre chambre auxiliaire est reliée à la canalisation de refoulement
dudit premier liquide
- on régule le débit du second liquide grâce à une capacité de régulation comprenant
deux chambres auxiliaires dont les volumes varient simultanément et en sens opposé
du volume de la chambre principale correspondante, la quantité de liquide déplacé
lors de la variation de volume de la chambre principale étant double de la quantité
de liquide déplacé lors de la variation de volume de chacune des chambres auxiliaires
correspondantes, l'une des chambres auxiliaires étant reliée à la canalisation d'aspiration
du second liquide alors que l'autre chambre auxiliaire est reliée à la canalisation
de refoulement dudit second liquide.
[0019] L'invention vise également un dispositif de pompage pour rein artificiel d'un premier
et d'un second liquide en quantités égales et avec un débit sensiblement constant
caractérisé en ce qu'il comprend :
- un dispositif principal de pompage à deux chambres principales complémentaires,
la chambre destinée au premier liquide communiquant par un dispositif d'ob
turation avec une canalisation d'aspiration du premier liquide et par un dispositif
d'obturation avec une canalisation de refoulement du premier liquide, la chambre destinée
au second liquide communiquant par un dispositif d'obturation avec une canalisation
d'aspiration du second liquide et par un dispositif d'obturation avec une canalisation
de refoulement du second liquide.
- une capacité de régulation du premier liquide constituée par deux chambres auxiliaires
dont les volumes varient simultanément et en sens opposé du volume de la chambre principale
correspondante, la quantité de liquide déplacé lors de la variation de volume de la
chambre principale étant double de la quantité de liquide déplacé lors de la variation
de volume de chacune des chambres auxiliaires, l'une des chambres auxiliaires étant
reliée à la canalisation d'aspiration du premier liquide en amont d'un premier dispositif
d'obturation alors que l'autre chambre auxiliaire est reliée à la canalisation de
refoulement du premier liquide en aval d'un second dispositif d'obturation.
- une capacité de régulation du second liquide constituée par deux chambres auxiliaires
dont les volumes varient simultanément et en sens opposé du volume de la chambre principale
correspondante, la quantité de liquide déplacé lors de la variation de volume de la
chambre principale étant double de la quantité de liquide déplacé lors de la variation
de volume de chacune des chambres auxiliaires, l'une des chambres auxiliaires étant
reliée à la canalisation d'aspiration du second liquide en amont d'un troisième dispositif
d'obturation alors que l'autre chambre auxiliaire est reliée à la canalisation de
refoulement du second liquide en aval d'un quatrième dispositif d'obturation.
- des moyens d'entrainement du dispositif principal de pompage.
[0020] La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre
en référence aux dessins annexés qui illustrent, de façon schématique et sans échelle
déterminée, des exemples de réalisation de la présente invention.
La figure 1 représente, de façon schématique, un dispositif connu de pompage à deux
chambres complémentaires associé à quatre vannes.
La figure 2 représente, de façon schématique, une association connue de deux dispositifs
de pompage selon la figure 1.
La figure 3 représente, de façon schématique, un premier mode de réalisation de la
présente invention appliquée au pompage du liquide de dialyse dans un rein artificiel.
La figure 4 représente les courbes de variation du débit en fonction du temps, dans
les canalisations du premier liquide.
La figure 5 représente les courbes de variation du débit en fonction du temps, dans
les canalisations du second liquide.
La figure 6 représente, de façon schématique, un second mode de réalisation de la
présente invention.
La figure 7 représente, de façon schématique, un troisième mode de réalisation de
la présente invention.
[0021] En se référant à la figure 3, on voit que le dispositif selon la présente invention
peut être utilisé dans un rein artificiel comportant un hémodialyseur (1) séparé en
deux compartiments (3,4) par une membrane semi-perméable (2) permettant la dialyse
et l'ultrafiltration du sang. Le premier compartiment (3) et destiné à la circulation
extracorporelle du sang, alors que le second compartiment (4) est destiné à la circulation
du liquide de dialyse qui s'écoule à partir d'une source (non représentée) vers l'hémodialyseur,
puis de l'hémodialyseur vers des moyens d'évacuation ou de régénération (non représentés).
[0022] On alimente le compartiment (4) de l'hémodialyseur grâce à un dispositif principal
de pompage (6) qui est constitué d'un cylindre séparé en deux chambres principales
complémentaires (12,13) par un piston (9). Ce piston, qui présente de bonnes qualités
d'étanchéité, est mobile à l'intérieur du cylindre. La chambre de liquide de dialyse
frais 12 est reliée à une source de liquide de dialyse
(non représentée) par une canalisation 20 munie d'un dispositif d'obturation 28 et
à l'entrée de l'hémodialyseur par une canalisation 18 munie également d'un dispositif
d'obturation 26. La chambre de liquide de dialyse usagé 13 est reliée à la sortie
de l'hémodialyseur par une canalisation 19 munie d'un dispositif d'obturation 27 et
à des moyens d'évacuation ou de régénération du liquide de dialyse usagé (non représentés)
par une canalisation 21 munie d'un dispositif d'obturation 29.
[0023] A ce dispositif principal de pompage 6 sont associés deux cylindres auxiliaires 7,8.
Chacun des cylindres est séparé en deux chambres auxiliaires complémentaires, grâce
à un piston (10,11). Ces pistons, coaxiaux, sont solidaires entre eux et solidaires
du piston principal 9, grâce à une tige 30.
[0024] Dans chaque cylindre, l'une des chambres auxiliaires est destinée au liquide de dialyse
frais (15,17), alors que l'autre chambre est destinée au liquide de dialyse usagé
(14,16).
[0025] La chambre auxiliaire 14 est reliée par une canalisation 22 à la canalisation 21
d'évacuation du liquide de dialyse usagé, en aval du dispositif d'obturation 29, alors
que la chambre auxiliaire 15 qui lui est complémentaire, est reliée par une canalisation
24 à la canalisation 18 d'entrée de l'hémodialyseur, en aval du dispositif d'obturation
26. La chambre auxiliaire 16 est reliée par une canalisation 25 à la canalisation
19 de sortie de l'hémodialyseur, en amont du dispositif d'obturation 27, alors que
la chambre auxiliaire 17 qui lui est complémentaire, est reliée par une canalisation
23 à la canalisation 20 d'entrée du liquide de dialyse, en amont du dispositif d'obturation
28.
[0026] Les chambres auxiliaires 14 et 16 constituent une capacité de régulation du débit
de liquide de dialyse usagé, alors que les chambres auxiliaires 15 et 17 constituent
une capacité de régulation du débit de liquide de dialyse frais. La construction des
cylindres auxiliaires est choisie de telle façon que le déplacement simultané des
trois pistons entraine le déplacement dans chaque chambre principale d'une quantité
de liquide double de la quantité de liquide déplacé au même moment dans chacune des
chambres auxiliaires.
[0027] Dans le cas où les trois cylindres 6, 7, 8 sont des cylindres de section droite circulaire,
on peut choisir les cylindres auxiliaires avec une section droite égale à la moitié
de la section droite du cylindre principal.
[0028] Une fois le dispositif selon l'invention amorcé, son fonctionnement selon le mode
de réalisation de la figure 3 est le suivant :
on anime la tige 30 d'un mouvement alternatif rectiligne, au moyen par exemple d'un
moteur (non représenté).
[0029] Dans une première phase, que l'on appelle phase d'aspiration, les vannes 26 et 27
sont fermées alors que les vannes 28 et 29 sont ouvertes. La tige 30 est alors animée
de telle façon que les pistons 9, 10 et 11 se déplacent dans le sens de la flèche
A. Le déplacement du piston 9 entraine l'aspiration du liquide de dialyse frais dans
la chambre 12 et le refoulement du liquide de dialyse usagé à partir de la chambre
13. Le liquide de dialyse aspiré provient pour moitié de la source de liquide de dialyse
(non représentée) et pour moitié de la chambre auxiliaire de régulation 17, par l'intermédiaire
de la canalisation 23 ; le liquide mis en réserve dans cette chambre auxiliaire est
en effet chassé par le déplacemet du piston 11. Le liquide de dialyse usagé est refoulé
pour moitié dans la chambre auxiliaire 14 par la canalisation 22, suite au déplacement
du piston 10, et pour moitié dans la canalisation 21 d'évacuation. Le déplacement
du piston 10 entraine simultanément le refoulement du liquide de dialyse frais à partir
de la chambre auxiliaire 15 vers la canalisation 18 d'entrée de l'hémodialyseur par
l'intermédiaire de la canalisation 24. Suite au déplacement du piston 11, le liquide
de dialyse usagé provenant de l'hémodialyseur et circulant dans la canalisation 19
est aspi ré par l'intermédiaire de la canalisation 25 dans
la chambre auxiliaire 16.
[0030] Dans une seconde phase que l'on appelle phase de refoulement, la tige 30 est animée
de telle façon que les pistons 9, 10 et 11 se déplacent dans le sens de la flèche
R. Les vannes 26 et 27 sont ouvertes alors que les vannes 28 et 29 sont fermées.
[0031] La diminution de volume de la chambre principale 12 entraine le refoulement du liquide
de dialyse frais d'une part dans la chambre auxiliaire 15 par l'intermédiaire de la
canalisation 24, et d'autre part, dans la canalisation 18 d'entrée de l'hémodialyseur.
L'augmentation de volume de la chambre 13 entraine l'aspiration de liquide de dialyse
usagé provenant de la canalisation 19 de sortie de l'hémodialyseur, ainsi que de la
chambre 16 par l'intermédiaire de la canalisation 25.
[0032] En effet, le mouvement du piston 11 chasse le liquide de dialyse usagé de la chambre
auxiliaire 16 et entraine simultanément une aspiration dans la chambre auxiliaire
17 du liquide de dialyse frais provenant de la canalisation d'entrée 20 par l'intermédiaire
de la canalisation 23. Dans le même temps, le mouvement du piston 10 chasse le liquide
de dialyse usagé de la chambre auxiliaire 14 dans la canalisation d'évacuation 21
par l'intermédiaire de la canalisation 22.
[0033] La fermeture et l'ouverture successives des vannes (26, 27, 28, 29) ainsi que le
changement de sens du déplacement de la tige 30 peuvent être commandés grâce à des
contacts de fin de course solidaires de la tige et associés à un système de pilotage
(non représenté) de tout type connu en soi, par exemple au moyen d'un microprocessor.
[0034] Si l'on se réfère aux courbes des figures 4 et 5 pour l'observation des débits dans
les différentes canalisations, on remarque d'une part que la quantité de liquide de
dialyse frais (ou premier liquide) aspiré est égale à la quantité de liquide de dialyse
usagé (ou second liquide) refoulé par le dispositif de pompage selon l'invention et
d'autre part que les débits de liquide de dialyse sont continus dans les canalisations
18 et 19, c'est à dire à l'entrée et à la sortie de l'hémodialyseur (courbes 5 et
6).
[0035] Toutes les courbes ont en abcisse le temps, découpé en phases successives d'aspiration
et de refoulement, et en ordonnée le débit exprimé en Unité de débit. On peut par
exemple , choisir une Unité de Débit égale à 500 ml/mn.
[0036] Les courbes de la figure 4 correspondent aux variations de débit dans les canalisations
de liquide de dialyse frais alors que les courbes de la figure 5 correspondent aux
variations de débit dans les canalisations de liquide de dialyse usagé correspondantes.
[0037] La courbe 1 de la figure 4 montre que l'alimentation du circuit à partir de la source
de liquide de dialyse frais se fait avec un débit continu. Que l'on soit en phase
d'aspiration ou de refoulement, on a toujours 1 Unité de débit dans la canalisation
20, en amont de l'embranchement avec la canalisation 23.
[0038] La courbe 2 est représentative de la circulation dans la canalisation 20 en aval
de l'embranchement avec la canalisation 23. On voit que quand la vanne 28 est ouverte,
c'est à dire en phase d'aspiration, le débit de liquide de dialyse est de 2 Unités,
1 Unité provenant de la chambre auxiliaire 17 par l'intermédiaire de la canalisation
23 et 1 Unité provenant de la source du liquide de dialyse, alors qu'il est nul en
phase de refoulement, c'est à dire quand la vanne 28 est fermée.
[0039] Par contre, on voit sur la courbe 3, que dans la canalisation 18, en amont de l'embranchement
avec la canalisation 24, le débit est nul en phase d'aspiration (vanne 26 fermée)
et est égal à 2 Unités en phase de refoulement (vanne 26 ouverte) ; les 2 Unités provenant
de la variation de volume de la chambre principale 12 et se répartissant ensuite en
1 Unité dans la canalisation 24 à destination de la chambre auxiliaire 15 et 1 Unité
vers l'entrée de l'hémodialyseur.
[0040] La courbe 4 représente le débit dans la can alisation 24. En aspiration,
le débit est de "+" 1 Unité, c'est à dire que le liquide de dialyse s'écoule de la
chambre 15 vers la canalisation 18, alors qu'en phase de refoulement, il est de "-"
1 Unité, le signe négatif signifiant que le liquide s'écoule alors de la canalisation
18 vers la chambre auxiliaire 15.
[0041] La courbe 5 représente le débit de liquide de dialyse qui entre dans l'hémodialyseur.
Il peut être considéré comme la somme des débits des courbes 3 et 4. On voit alors
que le débit à l'entrée de l'hémodialyseur est continu et égal au débit fourni par
la source de liquide de dialyse frais.
[0042] En se référant à la courbe 6 de la figure 5, on voit que le débit de liquide de dialyse
usagé dans la canalisation 19 de sortie de l'hémodialyseur, en amont de l'embranchement
de la canalisation 25 est continu et égal à 1 Unité. Ce débit peut être considéré
comme la somme des débits des courbes 7 et 8.
[0043] La courbe 7 représente le débit de liquide de dialyse dans la canalisation 25. En
phase d'aspiration, le débit est de "+" 1 Unité, c'est- à- dire que le liquide s'écoule
de la canalisation 19 vers la chambre auxiliaire 16, alors qu'en phase de refoulement,
le débit est de "-" 1 Unité, le liquide s'écoulant alors de la chambre auxiliaire
16 vers la chambre principale 13.
[0044] La courbe 8 représente le débit de liquide dans la canalisation 19 en aval de l'embranchement
avec la canalisation 25. En phase d'aspiration, c'est-à-dire quand la vanne 27 est
fermée, le débit est nul ; en phase de refoulement, c'est à dire quand la vanne 27
est ouverte, le débit est alors égal à 2 Unités, 1 Unité provenant de la chambre auxiliaire
16 par l'intermédiaire de la canalisation 25 et 1 Unité provenant de l'hémodialyseur.
[0045] La courbe 9 représente le débit dans la canalisation 21 en amont de l'embranchement
avec la canalisation 22. En phase d'aspiration, c'est-à-dire quand la vanne 29 est
ouverte, le débit est égal à 2 Unités provenant de la variation de volume de la chambre
principale 13. En phase de refoulement, c'est à dire quand la vanne 29 est fermée,
le débit est nul.
[0046] La courbe 10 représente le débit dans la canalisation 21, en aval de l'embranchement
avec la canalisation 22 ; c'est le débit de liquide de dialyse usagé qui est conduit
à des moyens d'évacuation ou de régénération. C'est un débit continu égal à 1 Unité.
[0047] La comparaison des courbes 1 et 10 montre que la quantité de liquide qui entre par
la canalisation 20 est égale à la quantité de liquide qui sort par la canalisation
21.
[0048] D'autre part, les courbes 5 et 6, représentatives de la circulation du liquide de
dialyse dans les canalisation 18 et 19, mettent en évidence le fait que le liquide
de dialyse traverse l'hémodialyseur avec un débit continu.
[0049] La quantité de liquide de dialyse aspiré et refoulé durant chaque phase dépend de
l'amplitude du mouvement du piston 9. La quantité totale de liquide de dialyse traversant
le circuit sur l'ensemble de la séance de traitement dépend de la valeur du débit
et donc de la fréquence des phases d'aspiration et de refoulement, c'est à dire de
la vitesse à laquelle est animée la tige 30.
[0050] Sur la figure 3, on voit qu'une pompe 31, appelée pompe d'ultrafiltration, retire
du circuit une quantité de liquide de dialyse égale à la quantité de liquide que l'on
souhaite éliminer du sang du patient par ultrafiltration.
[0051] En effet, dans le cas où le circuit de liquide de dialyse est un circuit indéformable
et fermé du point de vue des pressions, toute quantité de liquide retirée du circuit
de liquide de dialyse provoque dans le circuit une dépression qui entraine, au niveau
de l'hémodialyseur un gradient de pression de part et d'autre de la membrane. Ce gradient
de pression provoque le passage à travers la membrane semi-perméable de l'hémodialyseur
d'une quantité d'ultrafiltrat provenant du sang égale à la quantité de liquide retirée
du circuit de liquide de dialyse.
[0052] Le liquid e de dialyse peut être extrait à partir
de la canalisation 19, en amont de l'embranchement avec la canalisation 25 ainsi que
cela est représenté sur la figure 3, mais également à partir de la canalisation 18
en aval de l'embranchement avec la canalisation 24.
[0053] On peut, en outre, prévoir sur le circuit de liquide de dialyse, bien qu'ils ne soient
pas représentés, des dispositifs de dégazage, des capteurs de pression ou de débit,
ou tout autre accessoire non critique pour la présente invention.
[0054] Selon le mode de réalisation représenté à la figure 6, les cylindres auxiliaires
7 et 8 ne sont plus disposés dans le même axe que le cylindre principal 6. L'entrainement
des pistons ne se fait pas au moyen d'une tige unique, mais par exemple, au moyen
de trois tiges 30a, 30b, 30c reliées à une tige 30 qui est animée d'un mouvement rectiligne
alternatif par tout moyen connu à la portée de l'homme du métier.
[0055] Dans le cas où, comme représenté à la figure 6, les cylindres 6,7 et 8 sont des cylindres
de section circulaire, on choisit par exemple les pistons 10 et 11 avec une section
égale à la moitié de la section du piston principal. Ainsi, lorsque les pistons 10
et 11 sont animés du même mouvement avec la même amplitude, que le piston principal
9, la quantité de liquide déplacé dans chacune des chambres principales est double
de la quantité de liquide déplacé simultanément dans chacune des chambres auxiliaires.
[0056] La figure 6 illustre en outre le fait que l'on peut intervertir le rôle des chambres
auxiliaires 15 et 17. En effet, selon ce mode de réalisation, la chambre 15, complémentaire
de la chambre 14, est reliée par une canalisation 23 à la canalisation 20 d'aspiration
du premier liquide, alors que la chambre auxiliaire 17 , complémentaire de la chambre
auxiliaire 16, est reliée par une canalisation 24 à la canalisation 18 de refoulement
du premier liquide. De la même façon, il est possible d'intervertir le rôle des chambres
14 et 16.
[0057] Le schéma de la figure 7 illustre une autre disposition relative des chambres auxiliaires
(14, 15, 16, 17). Dans ce cas, les pistons auxiliaires 10 et 11, se déplacent en même
temps et avec la même amplitude que le piston principal 9, mais en sens contraire.
Ainsi, quand le piston principal 9 se déplace dans le sens de la flèche A, les pistons
auxiliaires 10 et 11 se déplacent dans le sens de la flèche R et inversement. Ceci
peut être réalisé, par exemple, au moyen de systèmes mécaniques bielle-manivelle.
[0058] Dans ce cas, la chambre auxiliaire 14 est reliée par une canalisation 22 à la canalisation
21 de refoulement du second liquide en aval du dispositif d'obturation 29. La chambre
auxiliaire 15 qui lui est complémentaire, est reliée par une canalisation 23 à la
canalisation 20 d'aspiration du premier liquide, en amont du dispositif d'obturation
28.
[0059] La chambre auxiliaire 16 est reliée par une canalisation 25 à la canalisation 19
d'aspiration du second liquid en amont du dispositif d'obturation 27. La chambre auxiliaire
17 qui lui est complémentaire est reliée par une canalisation 24 à la canalisation
18 de refoulement du premier liquide.
[0060] Le fonctionnement du dispositif selon ce mode de réalisation est le suivant :
En phase d'aspiration, les vannes 26 et 27 sont fermées alors que les vannes 28 et
29 sont ouvertes. Le piston principal 9 se déplace dans le sens de la flèche A, alors
que les pistons auxiliaires 10 et 11 se déplacent dans le sens de la flèche R.
[0061] L'augmentation de volume de la chambre principale 12 entraine une aspiration du premier
liquide provenant pour moitié de la canalisation 20 d'aspiration du premier liquide
et pour moitié de la chambre 15, par la canalisation 23. La diminution de volume de
la chambre principale 13 entraine le refoulement du second liquide pour moitié vers
la chambre 14 par l'intermédiaire de la canalisation 22, et pour moitié vers les moyens
d'évacuation par la canalisation de refoulement 21. Simultanément, le mouvement du
piston 11 refoule à partir de la chambre auxiliaire
17 le premier liquide vers la canalisation 18 de refoulement du premier liquide, par
l'intermédiaire de la canalisation 24, et aspire dans la chambre auxiliaire 16, par
l'intermédiaire de la canalisation 25 le second liquide provenant de la canalisation
19 d'aspiration du second liquide.
[0062] En phase de refoulement, les vannes 26 et 27 sont ouvertes alors que les vannes 28
et 29 sont fermées. Le piston 9 se déplace dans les sens de la flèche R alors que
les pistons 10 et 11 se déplacent dans le sens de la flèche A.
[0063] Le premier liquide qui est chassé de la chambre principale 12 par le piston 9 est
refoulé dans la chambre auxiliaire 17 par l'intermédiaire de la canalisation 24 et
dans la canalisation 18 de refoulement du second liquide. L'augmentation de volume
de la chambre principale 13 entraine une aspiration du second liquide qui provient
pour moitié de la chambre auxilaire 16 par l'intermédiaire de la canalisation 25 et
pour moitié de la canalisation 19 d'aspiration du second liquide. Simultanément, le
mouvement du piston 10 entraine le refoulement du second liquide à partir de la chambre
auxiliaire 14 vers la canalisation 21 de refoulement par l'intermédiaire de la canalisation
22, ainsi que l'aspiration dans la chambre 15 du premier liquide provenant de la canalisation
d'aspiration 20 par l'intermédiaire de la canalisation 23.
[0064] Un tel mode de réalisation permet, de la même façon que ceux des figures 3 et 6 de
pomper des quantités égales d'un premier et d'un second liquides en maintenant dans
les canalisations d'aspiration (19,20) et de refoulement (18, 21) un débit continu.
[0065] De nombreuses variantes de réalisation sont à la portée du technicien sans sortir
du cadre de la présente invention.
[0066] Ainsi l'entrainement des pistons peut être mécanique, ainsi que cela a été décrit,
mais aussi magnétique, électromagnétique ou hydraulique.
[0067] Dans le cas d'un entrainement hydraulique, c'est-à-dire au moyen de pompes , par
exemple une pompe sur la canalisation 20 d'aspiration du premier liquide en amont
de l'embranchement avec le canalisation 23, et une pompe sur la canalisation d'aspiration
du second liquide en amont de l'embranchement avec la canalisation 25, le dispositif
principal 6 ne joue plus un rôle moteur pour le pompage. Il est également possible,
bien que cela ne soit pas préférentiel selon la présente invention, de remplacer les
pistons par des membranes étanches ou diaphragmes.
[0068] Les vannes (26, 27, 28, 29) qui sont de façon préférentielle des vannes commandées,
par exemple des électrovannes, peuvent être remplacées par tout dispositif d'obturation
connu en soi, par exemple par des clapets anti-retour.Cependant dans le cas d'un entrainement
hydraulique des pistons, on risquerait un passage en continu du premier liquide de
la canalisation d'aspiration 20 vers la canalisation de refoulement 18 ainsi que du
second liquide de la canalisation d'aspiration 19 vers la canalisation de refoulement
21.
[0069] On peut également remplacer l'ensemble des quatre vannes (26,27,28,29) par tout moyen
équivalent tel qu'un distributeur permettant de sélectionner les voies de passage
du liquide de dialyse.
[0070] Dans les modes de réalisation représentés aux figures 3,6 et 7, on a choisi pour
les dispositifs 6, 7 et 8 une forme cylindrique de section circulaire, avec en outre
une section droite du cylindre principal 6 double de la section droite de chacun des
cylindres auxiliaires 7 et 8. Il est cependant possible, de choisir pour les cylindres
auxiliaires une section droite non circulaire, ou de surface différente à condition
de modifier en conséquence l'amplitude du mouvement des pistons auxiliaires, de façon
à ce que la quantité de liquide déplacé lors de la variation de volume de chacune
des chambres principales suite au déplacement du piston 9 soit double de la quantité
de liquide déplacé simultanément lors de la variation de volume de chacune des chambres
auxi liaires correspondantes, suite au déplacement des pistons auxiliaires 10 et 11.
[0071] Il est également possible, bien que cela ne soit pas préférentiel pour l'objet de
la présente invention, que l'un ou plusieurs des dispositifs 6, 7, 8 soit constitué,
non pas d'un cylindre divisé en deux chambres complémentaires grâce à un piston, mais
d'un système à balancier conçu de telle façon que les deux chambres associées soient
complémentaires l'une de l'autre.
[0072] Parmi les applications possibles du procédé et du dispositif selon l'invention, on
a décrit, en se référant, à la figure 3, le pompage de quantités égales de liquide
de dialyse frais et de liquide de dialyse usagé.
[0073] On peut également utiliser l'objet de la présente invention dans le cadre de l'hémofiltration
avec réinjection. En effet, dans cette technique, la quantité de liquide retirée du
sang par ultrafiltration est remplacée, à l'ajustement près du poid du patient, par
une égale quantité de liquide de substitution qui est injectée dans le sang. Le premier
liquide pompé est alors le liquide ultrafiltré et le second liquide est le liquide
de substitution.
[0074] L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés car diverses modifications
peuvent y être apportées sans sortir de son cadre.
1.Procédé de pompage pour rein artificiel d'un premier et d'un second liquide en quantités
égales et avec un débit continu, caractérisé en ce que :
- on aspire et on refoule simultanément, en quantités égales, un premier et un second
liquide grâce à un dispositif principal de pompage (6) à deux chambres principales
complémentaires (12, 13) la première chambre (12) étant destinée au premier liquide
et communiquant avec une canalisation d'aspiration (20) par un premier dispositif
d'obturation (28) et avec une canalisation de refoulement (18) par un second dispositif
d'obturation (26), la seconde chambre (13) étant destinée au second liquide et communiquant
avec une canalisation d'aspiration (19) par un troisième dispositif d'obturation (27)
et avec une canalisation de refoulement (21) par un quatrième dispositif d'obturation
(29),
- en régule le débit du premier liquide grâce à une capacité de régulation comprenant
deux chambres auxiliaires (15, 17) dont les volumes varient simultanément et en sens
opposé du volume de la chambre principale (12) correspondante, la quantité de liquide
déplacé lors de la variation de volume de la chambre principale (12) étant double
de la quantité de liquide déplacé lors de la variation de volume de chacune des chambres
auxiliaires, l'une des chambres auxiliaires étant reliée à la canalisation (20) d'aspiration
du premier liquide alors que l'autre chambre auxiliaire est reliée à la canalisation
(18) de refoulement dudit premier liquide,
- on régule le débit du second liquide grâce à une capacité de régulation comprenant
deux chambres auxiliaires (14,16) dont les volumes varient simultanément et en sens
opposé du volume de la principale (13) correspondante, la quantité de liquide déplacé
lors de la variation de volume de la chambre principale (13) étant double de la quantité
de liquide déplacé lors de la variation de volume de chacune des chambres auxiliaires
correspondantes, l'une des chambres auxiliaires étant reliée à la canalisation (19)
d'aspiration du second liquide, alors que l'autre chambre auxiliaire est reliée à
la canalisation (21) de refoulement dudit second liquide.
2.Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier liquide est du
liquide de dialyse frais et le second liquide est du liquide de dialyse usagé ou inversement.
3.Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier liquide correspond
au liquide ultrafiltré et le second liquide est du liquide de substitution ou inversement.
4.Dispositif de pompage pour rein artificiel d'un premier et d'un second liquide en
quantités égales et avec un débit cont inu caractérisé
en ce qu'il comprend :
- un dispositif principal de pompage (6) à deux chambres principales complémentaires
(12,13) la chambre (12) destinée au premier liquide communiquant par un dispositif
d'obturation (28) avec une canalisation (20) d'aspiration du premier liquide et par
un dispositif d'obturation (26) avec une canalisation (18) de refoulement du premier
liquide, la chambre (13) destinée au second liquide communiquant par un dispositif
d'obturation (27) avec une canalisation (19) d'aspiration du second liquide et par
un dispositif d'obturation (29) avec une canalisation (21) de refoulement du second
liquide,
- une capacité de régulation du premier liquide comprenant deux chambres auxiliaires
(15,17) dont les volumes varient simultanément et en sens opposé du volume de la chambre
principale correspondante (12), la quantité de liquide déplacé lors de la variation
de volume de la chambre principale (12) étant double de la quantité de liquide déplacé
lors de la variation de volume de chacune des chambres auxiliaires, l'une des chambres
auxiliaires étant reliée à la canalisation (20) d'aspiration du premier liquide en
amont d'un premier dispositif d'obturation (28) alors que l'autre chambre auxiliaire
est reliée à la canalisation (18) de refoulement du premier liquide en aval d'un second
dispositif d'obturation (26),
- une capacité de régulation du second liquide comprenant deux chambres auxiliaires
(14, 16) dont les volumes varient simultanément et en sens opposé du volume de la
chambre principale correspondante (13), la quantité de liquide déplacé lors de la
variation de volume de la chambre principale (13) étant double de la quantité de liquide
déplacé lors de la variation de volume de chacune des chambres auxiliaires, l'une
des chambres auxiliaires étant reliée à la canalisation (19) d'aspiration du second
liquide en amont d'un troisième dispositif d'obturation (27) alors que l'autre chambre
auxiliaire est reliée à la canalisation (21) de refoulement du second liquide en aval
d'un quatrième dispositif d'obturation (29),
- des moyens d'entrainement du dispositif principal de pompage (6).
5.Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que des pistons (9,10,11)
entraînent une variation de volume des chambres (12,13, 14, 15, 16, 17).
6.Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que des diaphragmes (9,10,11)
délimitent les chambres (12,13,14,15,16,17) de façon étanche.
7.Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le dispositif principal
de pompage (6) comprend un cylindre principal de section droite circulaire, divisé
en deux chambres principales (12, 13) par un piston (9) mobile.
8.Dispositif selon la revendication 5 ou 7, caractérisé en ce que les pistons (9,
10, 11) sont coaxiaux.
9.Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 8 caractérisé en ce que
le dispositif principal de pompage (6) est moteur.
10.Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que
les moyens d'entrainement du dispositif principal de pompage sont du type électromagnétique.
11.Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que
les moyens d'entrainement du dispositif principal de pompage sont du type mécanique.
12.Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 11, caractérisé en ce
que les capacités de régulation comprennent chacune deux chambres auxiliaires cylindriques
de section droite circulaire.
13.Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 12, caractérisé en ce
que la section droite des chambres principales (12, 13) est double de la section droite
des chambres auxiliaires (14, 15, 16, 17).
14.Dispositif selon l'un quelconque des revendications 4 à 13, caractérisé en ce que
les dispositifs d'obturation (26, 27, 28, 29) sont des vannes commandées.
15.Dispositif selon l'une quelconque des rev endications 4 à
13 caractérisé en ce que les dispositifs d'obturation (26, 27, 28, 29) sont regroupés
à l'intérieur d'un distributeur.